繼電保護(hù)專業(yè)介紹

1、 繼電保護(hù)專業(yè)介紹1.概述1.1 什么是繼電保護(hù)？能夠反應(yīng)電力系統(tǒng)中電氣元件發(fā)生的故障或不正常運(yùn)行狀態(tài)，并動(dòng)作于斷路器跳閘或發(fā)出信號(hào)的一種自動(dòng)裝置（1）當(dāng)被保護(hù)的電力系統(tǒng)元件發(fā)生故障時(shí)，應(yīng)該由該元件的繼電保護(hù)裝置迅速準(zhǔn)確地給距離故障元件最近的斷路器發(fā)出跳閘命令，使故障元件及時(shí)從電力系統(tǒng)中斷開，以最大限度地減少對(duì)電力元件本身的損壞，降低對(duì)電力系統(tǒng)安全供電的影響，并滿足電力系統(tǒng)的某些特定要求（如保持電力系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性等）。（2）反映電氣設(shè)備的不正常工作情況，并根據(jù)不正常工作情況和設(shè)備運(yùn)行維護(hù)條件的不同（例如有誤經(jīng)常值班人員）發(fā)出信號(hào)，以便值班人員進(jìn)行處理，或由裝置自動(dòng)地進(jìn)行調(diào)整，或?qū)⒛切├^續(xù)運(yùn)行

2、而會(huì)引起事故的電氣設(shè)備予以切除。反應(yīng)不正常工作情況的繼電保護(hù)裝置容許一定的延時(shí)動(dòng)作。1.2 繼電保護(hù)在維護(hù)電網(wǎng)穩(wěn)定中的重要位置1.3 繼電保護(hù)的分類 1.4 繼電保護(hù)裝置的原理結(jié)構(gòu)測(cè)量部分：測(cè)量有關(guān)電氣量,與整定值比較,給出 “是”、“非”、“大 于”、“等于”、“小于”、“0”、“1”性質(zhì)的一組邏輯信號(hào),判斷 保護(hù)是否應(yīng)該啟動(dòng)。邏輯部分：根據(jù)測(cè)量部分各輸出量的大小、性質(zhì)、出現(xiàn)的順序或它們的 邏輯組合，確定是否應(yīng)該使斷路器跳閘或發(fā)出報(bào)警信號(hào)，并 將有關(guān)命令傳達(dá)給執(zhí)行部分。執(zhí)行部分：根據(jù)邏輯部分的結(jié)果，立即或延時(shí)發(fā)出報(bào)警信號(hào)和跳閘信號(hào) （故障、不正常運(yùn)行時(shí)）。1.5 繼電保護(hù)的特性選擇性：是當(dāng)系

3、統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，繼電保護(hù)裝置應(yīng)該有選擇的切除故障，以保證非故障部分繼續(xù)運(yùn)行，使停電范圍盡量縮小?？焖傩裕豪^電保護(hù)應(yīng)以允許的可能最快速度動(dòng)作于斷路器跳閘，以斷開故障或中止異常狀態(tài)的發(fā)展?？焖偾谐收?，可以提高電力系統(tǒng)并列運(yùn)行的穩(wěn)定性，減少電壓降低的工作時(shí)間。靈敏性：是指繼電保護(hù)裝置對(duì)其保護(hù)范圍內(nèi)故障的反映能力，即繼電保護(hù)裝置對(duì)被保護(hù)設(shè)備可能發(fā)生的故障和不正常運(yùn)行方式應(yīng)能靈敏地感受并反映。上下級(jí)保護(hù)之間靈敏性必須配合，這也是保護(hù)選擇性的條件之一?？煽啃裕菏侵赴l(fā)生了屬于它應(yīng)該動(dòng)作的故障時(shí)，它能可靠動(dòng)作，即不發(fā)生拒絕動(dòng)作；而在任何其他不屬于它動(dòng)作的情況下，可靠不動(dòng)作，即不發(fā)生誤動(dòng)。 2. 系統(tǒng)保護(hù)2.1

4、 線路保護(hù)2.1.1 線路保護(hù)典型配置2.1.2 線路保護(hù)原理2.2 母線保護(hù)2.3斷路器失靈保護(hù)什么叫斷路器失靈？一次元件發(fā)生故障，在故障元件的繼電保護(hù)裝置動(dòng)作后不返回，而其斷路器拒絕動(dòng)作時(shí)，叫斷路器失靈。什么叫斷路器失靈保護(hù)？一次元件發(fā)生故障，在故障元件的繼電保護(hù)裝置能瞬時(shí)復(fù)歸的出口繼電器動(dòng)作而其斷路器拒絕動(dòng)作時(shí)，能以較短的時(shí)限切除與失靈斷路器相鄰的其他斷路器，以便盡快地將停電范圍限制到最小的保護(hù)裝置叫斷路器失靈保護(hù)。斷路器失靈保護(hù)本身只是具有選線功能的執(zhí)行元件，而判斷故障元件的繼電保護(hù)裝置能瞬時(shí)復(fù)歸的出口繼電器動(dòng)作而其斷路器拒絕動(dòng)作的獨(dú)立回路叫啟動(dòng)失靈回路。3.元件保護(hù)3.1變壓器保護(hù)3

5、.2發(fā)電機(jī)保護(hù) 5. 廠用電保護(hù) 5.1 低壓廠用變壓器的保護(hù)低壓廠用變壓器應(yīng)裝設(shè)下列保護(hù)：5.1.1縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)2MVA及以上用電流速斷保護(hù)靈敏性不符合要求的變壓器應(yīng)裝設(shè)本保護(hù)。保護(hù)裝置宜采用三相三繼電器式接線，瞬時(shí)動(dòng)作于變壓器各側(cè)斷路器跳閘。5.1.2電流速斷保護(hù)用于保護(hù)變壓器繞組內(nèi)及引出線上的相間短路故障。保護(hù)裝置宜采用兩相三繼電器式接線，瞬時(shí)動(dòng)作于變壓器各側(cè)斷路器跳閘。5.1.3瓦斯保護(hù)800kVA及以上的油浸變壓器和400kVA及以上的車間內(nèi)油浸變壓器，均應(yīng)裝設(shè)瓦斯保護(hù)。當(dāng)殼內(nèi)故障產(chǎn)生輕微瓦斯或油面下降時(shí)應(yīng)瞬時(shí)動(dòng)作于信號(hào)；當(dāng)產(chǎn)生大量瓦斯時(shí)，應(yīng)動(dòng)作于變壓器各側(cè)斷路器跳閘。5.1.4過電

6、流保護(hù)保護(hù)變壓器及相鄰元件的相間短路故障。保護(hù)裝置宜采用兩相三繼電器式接線，帶時(shí)限動(dòng)作于變壓器各側(cè)斷路器跳閘。5.1.5單相接地保護(hù)當(dāng)變壓器遠(yuǎn)離供電地點(diǎn)，變壓器高壓側(cè)的保護(hù)動(dòng)作于各側(cè)斷路器跳閘有困難時(shí)，可以只動(dòng)作于高壓側(cè)斷路器，低壓側(cè)可另設(shè)低電壓保護(hù)，帶時(shí)限動(dòng)作于低壓側(cè)斷路器跳閘。5.1.6溫度保護(hù)400kVA及以上的車間內(nèi)干式變壓器，均應(yīng)裝設(shè)溫度保護(hù)。400kVA以下及400kVA及以上非車間內(nèi)干式變壓器宜裝設(shè)溫度保護(hù)。宜選用非電子類膨脹式溫控器啟動(dòng)風(fēng)扇、報(bào)警、跳閘，應(yīng)能在不停電條件下進(jìn)行檢查。需遠(yuǎn)方讀數(shù)的干式變壓器可另選電子式溫顯器。5.2 高壓廠用電動(dòng)機(jī)的保護(hù)采用斷路器作為保護(hù)及操作電器

7、的高壓廠用異步電動(dòng)機(jī)應(yīng)裝設(shè)下列保護(hù)：5.2.1縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)用于保護(hù)電動(dòng)機(jī)繞組內(nèi)及引出線上的相間短路故障。2MW及以上的電動(dòng)機(jī)應(yīng)裝設(shè)本保護(hù)。對(duì)于2MW以下中性點(diǎn)具有分相引線的電動(dòng)機(jī)，當(dāng)電流速斷保護(hù)靈敏性不夠時(shí)，也應(yīng)裝設(shè)本保護(hù)。保護(hù)裝置采用兩相兩繼電器式接線，瞬時(shí)動(dòng)作于斷路器跳閘。5.2.2電流速斷保護(hù)對(duì)未裝設(shè)縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)的或縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)僅保護(hù)電動(dòng)機(jī)繞組而不包括電纜時(shí)，應(yīng)裝設(shè)本保護(hù)。保護(hù)裝置宜采用兩相兩繼電器式接線，瞬時(shí)動(dòng)作于斷路器跳閘。 5.2.3過電流保護(hù)作為縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)的后備，宜增設(shè)本保護(hù)。保護(hù)裝置采用兩相兩繼電器式接線，定時(shí)限或反時(shí)限動(dòng)作于斷路器跳閘。5.2.4單相接地保護(hù)5.2.5過負(fù)荷

8、保護(hù)下列電動(dòng)機(jī)應(yīng)裝設(shè)過負(fù)荷保護(hù)：1) 生產(chǎn)過程易發(fā)生過負(fù)荷的電動(dòng)機(jī)。保護(hù)裝置應(yīng)根據(jù)負(fù)荷特性，帶時(shí)限動(dòng)作于信號(hào)、跳閘或自動(dòng)減負(fù)荷。2) 起動(dòng)或自起動(dòng)困難，需要防止起動(dòng)或自起動(dòng)時(shí)間過長的電動(dòng)機(jī)。保護(hù)裝置動(dòng)作于跳閘。保護(hù)裝置由電流繼電器組成。5.2.6低電壓保護(hù)1) 對(duì)于類電動(dòng)機(jī)，當(dāng)裝有自動(dòng)投入的備用機(jī)械時(shí)、或?yàn)楸ＷC人身和設(shè)備安全，在電源電壓長時(shí)間消失后須自動(dòng)切除時(shí)，均應(yīng)裝設(shè)9s10s時(shí)限的低電壓保護(hù)，動(dòng)作于斷路器跳閘。2) 為了保證接于同段母線的類電動(dòng)機(jī)自起動(dòng)，對(duì)不要求自起動(dòng)的、類電動(dòng)機(jī)和不能自起動(dòng)的電動(dòng)機(jī)宜裝設(shè)0.5s時(shí)限的低電壓保護(hù)，動(dòng)作于斷路器跳閘。 5.3 低壓廠用電動(dòng)機(jī)的保護(hù)低壓廠用電動(dòng)

9、機(jī)應(yīng)裝設(shè)下列保護(hù)：5.3.1相間短路保護(hù)用于保護(hù)電動(dòng)機(jī)繞組內(nèi)及引出線上的相間短路故障。保護(hù)裝置可按電動(dòng)機(jī)的重要性及所選用的一次設(shè)備，由下列方式之一構(gòu)成：1) 熔斷器與磁力起動(dòng)器(或接觸器)組成的回路，由熔斷器作為相間短路保護(hù)。2) 斷路器或斷路器與操作設(shè)備組成的保護(hù)回路，可用斷路器本身的短路脫扣器作為相間短路保護(hù)，為使保護(hù)范圍能伸入電動(dòng)機(jī)內(nèi)部，要求電動(dòng)機(jī)出線端子處短路時(shí)，保護(hù)的靈敏系數(shù)不小于1.5。若保護(hù)的靈敏性達(dá)不到要求，應(yīng)另裝繼電保護(hù)，保護(hù)裝置采用兩相兩繼電器接線，瞬時(shí)動(dòng)作于斷路器跳閘。5.3.2 單相接地短路保護(hù)低壓廠用電系統(tǒng)中性點(diǎn)為直接接地時(shí)，對(duì)容量為100kW以上的電動(dòng)機(jī)宜裝設(shè)單相接

10、地短路保護(hù)。對(duì)55kW及以上的電動(dòng)機(jī)如相間短路保護(hù)能滿足單相接地短路的靈敏性時(shí)，可由相間短路保護(hù)兼作接地短路保護(hù)；當(dāng)不能滿足時(shí)，應(yīng)另裝接地短路保護(hù)。保護(hù)裝置由1個(gè)接于零序電流互感器上的電流繼電器構(gòu)成，瞬時(shí)動(dòng)作于斷路器跳閘。5.3.3 單相接地保護(hù)5.3.4 過負(fù)荷保護(hù)對(duì)易過負(fù)荷的電動(dòng)機(jī)應(yīng)裝設(shè)本保護(hù)。其構(gòu)成方式如下：1) 操作電器為磁力起動(dòng)器或接觸器的供電回路，其過負(fù)荷保護(hù)用熱繼電器或微機(jī)(電子)型繼電器構(gòu)成。2) 由斷路器組成的回路，當(dāng)裝設(shè)單獨(dú)的繼電保護(hù)時(shí)，可采用電流繼電器作為過負(fù)荷保護(hù)；當(dāng)采用電動(dòng)機(jī)型斷路器時(shí)也可采用本身的過載長延時(shí)脫扣器作為過負(fù)荷保護(hù)。 保護(hù)裝置可根據(jù)負(fù)荷的特點(diǎn)動(dòng)作于信號(hào)或

11、跳閘。5.3.5 兩相運(yùn)行保護(hù)當(dāng)電動(dòng)機(jī)由熔斷器作為短路保護(hù)時(shí)，應(yīng)裝設(shè)本保護(hù)。5.3.6 低電壓保護(hù)6.控制及保護(hù)二次回路7. 整定計(jì)算7.1短路電流計(jì)算7.2保護(hù)定值計(jì)算算例：#1、#2輸煤變保護(hù)定值計(jì)算計(jì)算參數(shù)：1）系統(tǒng)電抗：正常方式X1 / X0 0.1205/0.2110;檢修方式X1 / X0 0.3710/0.55752）#1發(fā)電機(jī)：PN=220MW，SN=235MVA， Xd=0.146#1主變： SN=240MVA，XT=0.13;#1高廠變：31.5MVA，半穿越電抗XHV-LV1=0.165, XHV-LV2=0.165;3）#2發(fā)電機(jī)、主變、高廠變的參數(shù)同#1機(jī)。4）輸煤變

12、：1.6MVA，Ud%=0.0555; 5）化學(xué)變：1.25MVA，Ud%=0.0623;6）電纜: YJL X1=2.02/ Km , X1=8.04/ Km; 最大運(yùn)行方式：系統(tǒng)正常方式，本廠#1、#2機(jī)運(yùn)行；最小運(yùn)行方式：系統(tǒng)檢修方式，本廠#1機(jī)運(yùn)行。計(jì)算基準(zhǔn)容量： SJ=1000MVAUJ（KV）0.46.320230IJ （KA）144391.6428.862.51 6KV工作母線最小運(yùn)行方式下兩相短路電流：X1=0.3710X2=(Ud%/100)*(SJ/SB)=0.13*(1000÷240)=0.542X3=Xd*(SJ/SF)=0.146*(1000÷23

13、5)=0.621X4=(Ud%/100)*(SJ/SB)=0.165×(1000÷31.5)=5.24X5=0.3710+0.542=0.913X6=0.913+5.24+(0.913×5.24)÷0.621=13.87X7=0.621+5.24+(0.621×5.24)÷0.913=9.43IC(3)=91.64÷13.87=6.6(KA)IF(3)=91.64÷9.43=9.72(KA)IK3(2)=(3/2)×(6.6+9.72)=14.13(KA)定值計(jì)算變壓器容量額定電壓額定電流高壓側(cè)CT變比保

14、護(hù)型號(hào)1600KVA6KV/0.4KV154A/2309A200/5MPW-1T基準(zhǔn)電流定值： IJZ=154÷40=3.85(A)電流I段定值：按躲過變壓器低壓側(cè)的最大短路電流整定：Idz1=Kk×Idmax(3)=1.3×2160=2808(A)Kk：可靠系數(shù)，取1.3Idmax(3)：最大運(yùn)行方式下變壓器低壓側(cè)三相短路時(shí)的高壓側(cè)電流.Idz2= Idz1/LH=2808/40=70(A)靈敏度校驗(yàn)：Klm= Idmin(2)/ Idz1=14130/2808=5.03>2Idmin(2)：最小運(yùn)行方式下變壓器高壓套管兩相短路電流(計(jì)算阻抗含電纜).電流

15、一段時(shí)間t1=0S繼電保護(hù)定值變更（申請(qǐng)）通知單申請(qǐng)單位 自控部繼保室 2008 年 12 月 10 日 編號(hào)：G115設(shè)備名稱#1、#2輸煤變綜合保護(hù)設(shè)備型號(hào)MPW-1T序號(hào)定值 名稱CT變比改變前定值改變后定值備注1高壓側(cè)基準(zhǔn)電流IS200/53.1A3.85A2高壓側(cè)短路保護(hù)定值45A70A3高壓側(cè)短路保護(hù)時(shí)間0S0S4高壓側(cè)不平衡保護(hù)定值不用不用5高壓側(cè)不平衡保護(hù)時(shí)間常數(shù)不用不用6高壓側(cè)接地保護(hù)定值4.5A4.5A7高壓側(cè)接地保護(hù)時(shí)間0.3S 0.3S 8高壓側(cè)反時(shí)限過負(fù)荷保護(hù)時(shí)間常數(shù)不用不用9高壓側(cè)定時(shí)限過負(fù)荷保護(hù)定值8A8A10高壓側(cè)定時(shí)限過負(fù)荷保護(hù)時(shí)間1S1S保護(hù)投切1高壓側(cè)短路

16、保護(hù)（I1H）投入2高壓側(cè)不平衡保護(hù)（I2H）退出3高壓側(cè)接地保護(hù)（I0H）投入4高壓側(cè)定時(shí)限過負(fù)荷保護(hù)（It）投入5高壓側(cè)反時(shí)限過負(fù)荷保護(hù)（I）退出6低壓側(cè)接地保護(hù)（I0L）退出7高壓側(cè)接地保護(hù)跳閘/報(bào)警跳閘8開關(guān)量GH保護(hù)跳閘/報(bào)警報(bào)警9開關(guān)量GL保護(hù)跳閘/報(bào)警報(bào)警定值更改原因一期輸煤變壓器由1250KVA增容為1600KVA，由于負(fù)荷沒有變化，過負(fù)荷定值暫不修改。計(jì)算人 武民 申請(qǐng)單位批準(zhǔn) 年 月 日審核人 年 月 日批準(zhǔn)人 年 月 日要求完成時(shí)間 年 月 日?qǐng)?zhí)行情況執(zhí)行人、完成時(shí)間 年 月 日驗(yàn)收人 年 月 日8. 故障分析9. 調(diào)度自動(dòng)化1. 調(diào)度端（數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控SCADA:遙測(cè)、

17、遙信、遙控、遙調(diào)；自動(dòng)發(fā)電AGC經(jīng)濟(jì)調(diào)度EDC；高級(jí)應(yīng)用PAS（負(fù)荷預(yù)測(cè)、穩(wěn)定分析）；調(diào)度模擬培訓(xùn)。2. 廠站端RTU2006年華中（河南）電網(wǎng)“7·1”事故2006年7月1日,華中（河南）電網(wǎng)因繼電保護(hù)誤動(dòng)作、安全穩(wěn)定控制裝置拒動(dòng)等原因引發(fā)一起重大電網(wǎng)事故，導(dǎo)致華中（河南）電網(wǎng)多條500千伏線路和220千伏線路跳閘、多臺(tái)發(fā)電機(jī)組退出運(yùn)行，電網(wǎng)損失部分負(fù)荷，系統(tǒng)發(fā)生較大范圍、較大幅度的功率振蕩。河南省電網(wǎng)以220千伏電網(wǎng)為主網(wǎng)架，500千伏電網(wǎng)初具規(guī)模。截止到2005年底，全口徑裝機(jī)容量2800萬千瓦，其中省網(wǎng)統(tǒng)調(diào)總裝機(jī)容量2196萬千瓦。省網(wǎng)統(tǒng)調(diào)裝機(jī)容量中火電1963萬千瓦，占89

18、%；水電233萬千瓦，占11%。   華中電網(wǎng)以500千伏電網(wǎng)為骨干網(wǎng)架，覆蓋河南、湖北、湖南、江西、四川、重慶六?。ㄊ校?，供電面積130萬平方公里，供電人口約3.8億。截止到2005年底，全口徑裝機(jī)容量9934.6萬千瓦（含三峽水電機(jī)組），其中火電5996萬千瓦，占59%；水電4038.6萬千瓦，占41%。    7月1日晚，河南省電網(wǎng)一500千伏變電站，因與其相連的某雙回線之第二回線路運(yùn)行中發(fā)生差動(dòng)保護(hù)裝置誤動(dòng)作，而導(dǎo)致2臺(tái)開關(guān)跳閘。隨后，此雙回線之第一回線路差動(dòng)保護(hù)裝置“過負(fù)荷保護(hù)”動(dòng)作，又導(dǎo)致該變電站另外2臺(tái)開關(guān)跳閘。而對(duì)側(cè)變電站安全穩(wěn)

19、定裝置拒動(dòng)。   事故發(fā)生后，河南省電力調(diào)度中心緊急停運(yùn)部分機(jī)組，迅速拉限部分地區(qū)負(fù)荷，穩(wěn)定系統(tǒng)電壓。此后不久，河南電網(wǎng)多條220千伏線路故障跳閘，1座500千伏變電站及部分220千伏變電站出現(xiàn)滿載或過負(fù)荷，一些發(fā)電廠電壓迅速下降。河南電網(wǎng)有2個(gè)區(qū)域電網(wǎng)的潮流和電壓出現(xiàn)周期性波動(dòng)，電壓急劇下降，系統(tǒng)出現(xiàn)振蕩。    由于受振蕩影響，部分發(fā)電機(jī)組相繼跳閘停運(yùn)。河南省電力調(diào)度中心緊急切除某地區(qū)部分負(fù)荷，拉停部分220千伏變電站主變壓器。國家電力調(diào)度中心下令華中電網(wǎng)與某相鄰電網(wǎng)解列，華中電網(wǎng)外送功率迅速大幅降低。之后，電網(wǎng)功率振蕩平息。 &

20、#160;  在事故發(fā)生過程和處置過程中，共有5條500千伏、5條220千伏線路跳閘；共停運(yùn)發(fā)電機(jī)組32臺(tái)，減少發(fā)電出力577萬千瓦；河南、湖北、湖南、江西四省電網(wǎng)低頻減載裝置動(dòng)作切除負(fù)荷160萬千瓦，河南省電網(wǎng)減供負(fù)荷276.5萬千瓦（華中電網(wǎng)共損失負(fù)荷379.4萬千瓦），河南省電網(wǎng)電量損失232萬千瓦時(shí)，湖北省電網(wǎng)電量損失27萬千瓦時(shí)，江西省電網(wǎng)電量損失9.16萬千瓦時(shí)，湖南省電網(wǎng)電量損失12.3萬千瓦時(shí)，電量損失合計(jì)280.46萬千瓦時(shí)；系統(tǒng)功率振蕩期間頻率最低為49.11赫茲，華中東部電網(wǎng)與川渝電網(wǎng)解列，華中電網(wǎng)與西北電網(wǎng)直流閉鎖、與華北電網(wǎng)解列。    本次事